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13.流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为(C )。
A.1.2m;
B.0.6m;
C.2.4m;
D.4.8m。
14.流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为(A )。
A.1.33m;
B.2.66m;
C.0.33m;
D.0.66m。
15.流体在内管外径为25mm,外管内径为70mm的环隙流道内流动,则该环隙流道的当量直径为(D )。
A.25mm;
B.70mm;
C.95mm;
D.45mm。
16.当流体在园管内流动时,管中心流速最大,滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为(C)
A.u=3/2.umaxB.u=0.8umax
C.u=1/2.umaxDu=0.75umax
17.判断流体流动类型的准数为(A)
A.Re数B.Nu数C.Pr数D.Fr数
18.流体在圆形直管内作强制湍流时,其对流传热系数α与雷诺准数Re的n次方成正比,其中的n值为(B)
A.0.5B.0.8C.1D.0.2
19.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈(A)
A.层流流动B湍流流动C过渡型流动D静止状态
20.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时,速度值应取为(C)
A.上游截面处流速B下游截面处流速
C小管中流速D大管中流速
21.用离心泵在两个敞口容器间输送液体。
若维持两容器的液面高度不变,则当输送管道上的阀门关小后,管路总阻力将(A )。
A.增大;
B.不变;
C.减小;
D.不确定。
22.流体的压强有多种表示方式,1标准大气压为(C)
A.780mm汞柱B.1Kgf/cm2C.10.336m水柱D.10130Pa
23.流体在圆管中层流流动,若只将管内流体流速提高一倍,管内流体流动型态仍为层流,则阻力损失为原来的(B )倍。
A.4B.2C.
D.不能确定
24.阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积,管出口入容器的阻力系数为(A)
A.1.0B.0.5C.0.35D.0.75
25.在柏努利方程式中,P/ρg被称为(A)
A.静压头B.动压头C.位压头D.无法确定
26.流体的流动形式可用雷诺准数来判定,若为湍流则Re(D)
A.<
4000B.<
2000C.>
2000D.>
4000
27.不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为(A)可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为(D)
A.u1A1=u2A2B.u1A2=u2A1
C.u1A1/ρ1=u2A2/ρ2D.u1A1/ρ2=u2A2/ρ1
28.有两种关于粘性的说法:
(A)
①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
②粘性只有在流体运动时才表现出来。
A.这两种说法都对;
B.这两种说法都不对;
C.第一种说法对,第二种说法不对;
D.第二种说法对,第一种说法不对。
29.层流与湍流的区别是(C )
A湍流的流速大于层流流速
B流道截面积大的为湍流,小的为层流
C层流无径向脉动,湍流有径向脉动
D层流的雷诺准数小于湍流的雷诺准数
30.
有一并联管路如图2所示,两段管路的流量、流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V
(1)、u
(1)、d
(1)、L
(1)、h(f1)及V
(2)、u
(2)、d
(2)、L
(2)、h(f2)。
若d
(1)=2d
(2),L
(1)=2L
(2),则h(f1)/h(f2)=( E)
A、2;
B、4;
C、1/2;
D、1/4;
E、1
当管路中流体均作层流流动时,V
(1)/V
(2)=(C )
C、8;
D、1/2;
当管路中流体均作层流流动时,u
(1)/u
(2)=( A)
D、1/4;
当两段管路中流体均作湍流流动时,并取λ
(1)=λ
(2),则V
(1)/V
(2)=(B )。
A、2;
E、1/4
当两段管路中流体均作湍流流动时,并取λ
(1)=λ
(2),则u
(1)/u
(2)=( E)。
31.真空表读数是60kPa,当地大气压为100kPa时,实际压强为(A)kPa。
A.40B.60C.160
32.当温度降低时,气体的粘度(A)。
A.降低B.不变C.增大
33.液体在圆形直管中稳定流动时,若管长及液体物性不变,当管内径减为原来的1/2,则流速变为原来的(B)倍。
A.2B.4C.16
34.当地大气压为100kPa,压强表读数是60kPa,则实际压强为(A)kPa。
A、160B、40C、60D、100
35.液面保持恒定的敞口容器底部装有直径相等的进水管和出水管,当管内水的流速为2m/s时,进口能量损失为(B)J/kg,出口能量损失为(D)J/kg。
A、0.5B、1C、1.5D、2‘
36.随着温度的升高液体的粘度(C),气体的粘度(A)。
A、增加B、不变C、降低‘
二、填空题
1.连续性介质假定是指_假定流体是由无数紧密相连、没有间隙的流体质点组成的连续介质。
2.流体在光滑管内作湍流流动时,摩擦系数
与雷诺数和相对粗糙度有关;
若其作完全湍流(阻力平方区),则
仅与相对粗糙度有关。
3.流体阻力产生的根源是__内摩擦力__。
粘性是指__在运动状态下,流体产生的抵抗剪切变形的性质_。
4.在连续稳定流动过程中,流速与管径的_____平方_____成反比。
均匀圆管内流体的流速不因流阻的存在而_____改变_____。
(减、降或不变)
5.无因次数群是_各物理量的因次彼此相消而变成没有因次_的数组。
6.滞流与湍流的根本区别是__有无径向脉动__________________。
7.一定量的流体在圆形直管内流过,若流动处于阻力平方区,则流动阻力与速度的___平方_______成正比。
8.圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈___抛物线_______形状。
其平均速度是中心最大速度的__1/2________。
摩擦阻力系数与雷诺数的关系是____64/Re______。
9.流体流动边界层是指__流速降为主体流速的99%以内的区域_______。
流体流过某一障碍物发生边界层脱体的原因是__流体动能耗尽_______。
由于固体表面形状而造成边界层分离所引起的能量损失,称为__形体阻力_____。
粘性流体绕过固体表面的阻力为摩擦阻力和_形体阻力___之和,又称为局部阻力。
10.米糠油在管中作层流流动,若流量不变,管径、管长不变,油温升高,粘度为原来的1/2,则摩擦阻力损失为原来的__1/2___倍。
11.流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的____1/16_____。
12.当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,,μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.5m.s-1时,其雷诺准数Re为___210.3_______,其摩擦阻力系数λ为___0.304_____.
13.当量直径的定义是de=
,对边长为a正方形风管当量直径de=a。
14.当量直径的定义是de=
,在套管环间流动的流体,外管的内径是d2,内管的外径是d1,则当量直径de=d2-d1。
15.当Re为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=_64/Re_________,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与___雷诺数_________、__相对粗糙度___________有关。
16.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将______减小____,摩擦系数__增大__________,管道总阻力损失___不变_____(增大、减小、不变)。
17.某设备的表压强为50KPa,则它的绝对压强为150KPa,另一设备的真空度为50KPa,则它的绝对压强为50KPa。
(当地大气压为100KPa)
18.如果管内流体流量增大一倍后,仍处于层流状态,则阻力损失增大到原来的2倍
19.流体在管路两截面间的压强差ΔP与压强降ΔPf相等的条件是无外功、直径相同、水平管路。
20.局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法:
__当量长度________法和____阻力系数______法。
21.并联管路的特点是_总管流量等于各支管流量之和;
总管损失与各支管损失相同_。
分支管路的特点是_总管流量等于各支管流量之和;
各支管在流动终了时机械能与能量损失之和相等_。
22.孔板流量计是通过_测量孔板前后的压强差____来反映流量的大小,又称为__差压式(节流式)___流量计,而转子流量计是流体流过节流口的压强差保持恒定,通过变动的_转子的位置_________反映流量的大小,又称__浮子流量计________。
23.热量衡算中,物料衡算通式中的过程GA为____0______。
24.热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定________0__℃液体的焓为零。
25.水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速_____减小_____。
26.对不可压缩流体,满足__
_(绝压)_______条件时,才能应用柏努力方程求解。
27.判断流体的流动类型用____雷诺______准数。
28.流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为__抛物线________。
29.增大流体的流量,则在孔板前后形成的压强差___增大_______。
30.流体在管内流动时的摩擦系数与__雷诺数和相对粗糙度________有关。
31.测速管测量得到的速度是流体__点________速度。
32.流体是气体和液体的统称,其中____气体______是可压缩流体,_____液体_____是不可压缩流体。
33.表压、绝压、大气压之间的关系是__表压=绝压-大气压________
34.据流体静力学基本方程式知,当液面上方压强变化时,液体内部各点压强___同步_____变化。
35.等压面的要点有四个,即______同种流体____、____静止______、____连续______、___同一水平面_____。
36.测量压强或压强差时,可用U管压差计、斜管压差计和微差压差计。
若被测量的压强差很小时,可用以上三种压差计中的__斜管压差计________和__微差压差计________。
37.粘度是衡量_流体粘性__大小的物理量。
38.孔板流量计是基于_流体流动的守恒__原理的流量测量仪表。
39.恒压差、变截面的流量计有_转子流量计_________。
40.恒截面、变压差的流量计有__孔板流量计________。
41.并联管路的特点为__________和__________。
42.分支管路的特点为__________和__________。
43.串联管路的特点为__各管段质量流量相等___和__总能量损失等于各管段能量损失之和________。
44.同一容器中有A,B,C三点,B点的压强为1atm,且PA>
PB>
PC,若B点的压强增加0.6atm,则PA增加_0.6*101325______Pa,PA-PC增加___0_______mmHg。
45.实验证明,流体在管路中流动时,同一截面上各点的流速是不同的,管心处流速__最大________,越靠近管壁,流速_____越小_____,在管壁处等于___0_______。
46.某液体在一段水平圆形直管内流动,已知Re值为1800,若平均流速为0.5m/s,则管中心点处速度为____1__m/s,流体在管内流动类型属__层流____流动。
47.如图1所示,液体在等径倾斜管中稳定流动,则阀的局部阻力系数ξ与压差计读数R的关系式为
_
______。
48.某转子流量计,其转子材料为不锈钢,测量密度为1.2kg/m3的空气时,最大流量为400m3/h,现用来测量密度为0.8kg/m3的氨气,其最大流量为____487____kg/m3。
49.流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是____抛物线___型曲线,其管中心最大流速为平均流速的__0.5__倍,摩擦系数λ与Re的关系为__64/Re____。
50.U形管差压计用水作指示液,测量气体管道中的压降,若指示液读数R=20mm,则所表示压降为_196.2___Pa,为使读数增大,而Δp值不变,应更换一种密度比水___小____的指示液。
51.用测速管测定的是__点___流速,孔板流量计测定的是__孔口____流速;
测流体流量时,随着流体流量增加,孔板流量计两侧压差值将___增大____;
若改用转子流量计测量,当测量增大时,转子两端差值将_不变_____。
52.气体的密度与压强成正比。
53.静止流体内部两点间压强差的大小,只与两点间垂直距离和流体密度有关。
54.转子流量计的压强差随流量的增加而不变。
55.在连续静止的同一种流体中,同一水平面上各点的压强相等。
56.孔板流量计前后产生的压强差随着流量的增加而增加。
57.流体是由无数质点所组成的连续介质。
58.流体流动与固体运动的区别在于其作为一个整体运动的同时,内部还有相对运动。
59.一真空表的读数为20kpa,已知所测物系的实际压强为80kpa,则此时的大气压强为100kpa。
60.根据流体静力学基本方程式,在一静止的、连续的同种流体内部,等高面即为等压面。
61.实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是___内摩擦力___________________。
62.毕托管测量管道中流体的_点速度__,而孔板流量计则用于测量管道中流体的__孔口流速______。
63.某设备上安装的真空表的读数为30kpa,已知当地的大气压强为100kpa,则所测物系的实际压强为70kpa。
64.流体在一段圆形水平直管中流动,测得平均流速0.5m/s,压强降为10Pa,Re为1000,问管中心处点速度为__1____m/s,若平均流速增加为1m/s,则压强降为___20___Pa。
65.运动粘度ν=3×
10-5m2/s的某流体在φ100×
4mm的圆管内流动,其雷诺准数Re=1800,此流型为____层流,平均流速u=___0.59______m/s,管中心最大流速umax=______1.18________m/s。
66.边长为0.4m的正方型通风管道,其水力半径rH=____________m,当量直径de=_____0.4___________m。
67.流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是____抛物线______型曲线,其管中心最大流速为平均流速的___2_______倍,摩擦系数λ与Re的关系为_____64/Re_____。
68.套管由φ57×
2.5mm和φ25×
2.5mm的钢管组成,则环隙的流通截面积等于____0.0018______,润湿周边长等于____0.226______,当量直径等于__32mm________。
69.孔板流量计属于变____压差____________流量计,而转子流量计则是变____截面_________流量计。
70.流体在圆形直管中作滞流流动时,摩擦系数λ与Re的关系为____64/Re______。
三、计算题
1.
有一管路系统如图所示。
水在管内向高位槽流动,当E阀开度为1/2时,A、B两处的压强表读数分别为5.9×
104Pa及4.9×
104Pa。
此时流体的流量为36m3/h。
现将E阀开大,B点压强
表读数升至6.87×
104Pa,
水的密度为1000kg/m3。
假设在两种情况下,流体
都进入了阻力平方区。
求:
E阀开大后,管内水的流量;
A处压强表读数Pa。
2.如图1所示:
反应器和储槽均通大气,用虹吸管从高位槽向反应器加料。
要求料液流速为u=1m/s,料液在管内阻力损失为∑hf=20J/kg(不计出口损失)。
高位槽液面比管出口高出多少?
(h=2.09m)
图1
图2
3.如图2,储槽液面恒定。
将30℃的C2H5OH(密度为800kg/m3)用φ57×
3.5mm的无缝钢管吸入高位槽中。
要求VS=0.004m3/s,且∑hf=0。
求真空泵需将高位槽的压力降到多少?
(p=5300N/m2)
4.用泵将密度为1100kg/m3、粘度为1.0×
10-3Pa.s的某水溶液从开口贮槽送至开口高位槽内,两槽内液面维持恒定,液面相差18m,管路为φ70×
2.5mm,长35m。
管路上全部局部阻力的当量长度为60m,摩擦系数为0.03,泵提供的外功为300J/kg。
流体的体积流量;
泵效率为75%时,泵的轴功率。
5.
在图1-1所示管路中,管长50m,管内径为50mm,管路中有一个标准弯头B,其局部阻力系数为0.75,一个半开的闸阀C,其局部阻力系数为4.5。
已知20℃水的粘度为100.42×
10-5Pa.s,水的密度为998.2kg/m3,管内水的流量为3.5325m3/h,摩擦系数计算公式为λ=0.3164/Re0.25,求流体在管路中的阻力损失为多少J/kg?
6.某钢质转子(密度为7900kg/m3)流量计,因流量过大,不适合现场要求。
若以同样形状的铝合金转子(密度为2700kg/m3)代替钢转子,此时测得水的流量读数为8×
10-4m3/s,试求水的实际流量。
7.如图,密度为
,粘度为
的水以
的流量从高位槽中流下,管道尺寸为
,全长为150m(含局部阻力当量长度)高位槽出口与管道出口间的高度差为50m。
在管路中离高位槽20m处有一压力表,其读数为
(表压),求离管道出口20m处流体的静压强(表压)(已知管道的前后20m均为水平管,当
时,
)
8.用轴功率为0.55kW的离心泵,将敞口储槽中的液体输送至表压为90kPa的密闭高位槽中。
已知液体的流量为4m3/h,密度为1200kg/m3、粘度为
Pa·
s;
输送管路的内径为32mm,管路总长度为50m(包括管件、阀门等当量长度);
两槽液位维持恒定的高度差15m。
试计算该离心泵的效率。
9.有一幢102层的高楼,每层高度为4m。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止,气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg。
试计算楼顶的大气压强,以mmHg为单位。
(723.82mmHg)
10.若外界大气压为1atm,试按理想气体定律计算0.20at(表压)、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
(1.439Kg/m3)
11.
采用微差U形压差计测压差。
如图。
已知U形管内直径d为6mm,两扩大室半径均为80mm,压差计中用水和矿物油作指示液,密度分别为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大气压p0相等时,两扩大室油面齐平,U形管两只管内油、水交界面亦齐平。
现读得读数R=350mm,试计算:
(1)气体压强p(表)。
(2)若不计扩大室油面高度差,算得的气体压强p是多少?
(3)若压差计内只有水而不倒入矿物油,如一般U形压差计,在该气体压强p值下读数R0为多少?
(104.76KPa;
101.806KPa;
49mm)
12.
一直立煤气管,如图。
在底部U形压差计h1=120mm,在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm。
U形管指示液为水。
管外空气密度为1.28kg/m3。
设管内煤气及管外空气皆静止,求管内煤气的密度。
(1.013Kg/m3)
13.如图示,水以70m3/h的流量流过倾斜的异径管通。
已知小管内径dA=100mm,大管内径dB=150mm,B、A截面中心点高度差h=0.3m,U形压差计的指示液为汞。
若不计AB段的流体流动阻力,试问:
U形压差计哪一支管内的指示液液面较高?
R为多少?
(R=3.92mm)
14.水以6.4×
10-4m3/s的流量流经由小至大的管段内。
小管内径d1=20mm,大管内径d2=46mm。
欲测1、2两截面处水的压差,为取得较大的读数R,采用倒U形压差计。
已知压差计内水面上空是ρ=2.5kg/m3的空气,读数R=100mm。
求水由1至2截面的流动阻力∑hf。
(2.98J/Kg)
15.以水平圆直管输送某油品。
管内径为d1,管两段压差为
。
因管道腐蚀,拟更换管道。
对新装管道要求如下:
管长不变,管段压降为原来压降的0.75,而流量加倍。
设前后情况流体皆为层流。
问:
新管道内径d2与原来管内径d1之比为多少?
(1.28)
16.某流体在圆形直管内作层流流动,若管长及流体不变,而管径减至原来的一半,试问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少?
(16倍)
17.在某输水管路中输送20℃的水,试求:
(1)管长为5m,管径为
,输水量为0.06l/s时的能量损失;
(2)若其它条件不变,管径为
时能量损失由为多少?
(
;
18.用泵自储池向高位槽输送矿物油,流量为35T/h。
池及槽皆敞口。
高位槽中
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